JP2012123050A - Exposure device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exposure device capable of precisely aligning a substrate under exposure and a photomask in a small-sized mask continuous exposure system for performing exposure by using a compact photomask arranged in a direction orthogonal to a conveyance direction of the substrate while continuously conveying the substrate.SOLUTION: An imaging device 8 for slope observation is disposed upstream of an exposure head 3. The imaging device 8 images a light shielding layer (black matrix or electrode layer) formed inside an exposure region 11 on a substrate 10. The slope of the light shielding layer with respect to the conveyance direction (y-axis) of the substrate is determined from an image photographed by the imaging device 8. A drive device 12 rotates a photomask 4 to match the slope of a pattern 5 for pixel formation with respect to the y-axis to the slope of the shielding layer with respect to the y-axis.

Description

本発明は、カラーフィルタの着色層を形成するために用いられる露光装置に関する。   The present invention relates to an exposure apparatus used for forming a colored layer of a color filter.

液晶表示装置やタッチパネルに用いられるカラーフィルタは、製造コストを低減するため、1枚の大型ガラス基板(マザーガラス)上に複数並べて形成されることが一般的である。大型の液晶表示装置等が普及するのに伴って、ガラス基板のサイズも大型化しているが、ガラス基板の前面に一括して露光できるサイズのフォトマスクを作製すると製造コストの大幅な増大を招く。そこで、着色層の露光工程で用いるフォトマスクのコストを低減するために、ガラス基板より小さなフォトマスクを複数用いた露光方法(以下、「小型マスク露光方式」という)が種々検討されている。   In order to reduce manufacturing costs, a plurality of color filters used for liquid crystal display devices and touch panels are generally formed side by side on a single large glass substrate (mother glass). With the spread of large-sized liquid crystal display devices and the like, the size of the glass substrate is also increasing. However, if a photomask having a size that can be exposed on the front surface of the glass substrate is manufactured, the manufacturing cost is significantly increased. . Therefore, in order to reduce the cost of the photomask used in the exposure process of the colored layer, various exposure methods using a plurality of photomasks smaller than the glass substrate (hereinafter referred to as “small mask exposure method”) have been studied.

図8は、小型マスク露光方式の概略を示す平面図であり、図9は、図8に示されるフォトマスクの拡大図である。   FIG. 8 is a plan view schematically showing the small mask exposure method, and FIG. 9 is an enlarged view of the photomask shown in FIG.

小型マスク露光方式では、搬送ステージ81の上方に、基板83の搬送方向(y軸正方向)に対して直交する方向(x軸方向)に複数の小型のフォトマスク82を並べて配置し、レジストを塗布した基板83を図示しない搬送装置によって連続搬送する。搬送される基板83上に、光源からの光を照射することによって、フォトマスク82上のパターンが繰り返し転写される。光源としては、連続点灯する光源または点滅式光源のいずれも利用可能である。点滅式光源を用いる場合、光源が点灯する度に基板が所定ピッチだけ搬送されるので、フォトマスク82を一方向に順次移動させながら複数回のショット露光が行われたことと等しくなる。   In the small mask exposure method, a plurality of small photomasks 82 are arranged side by side in a direction (x-axis direction) orthogonal to the transfer direction (y-axis positive direction) of the substrate 83 above the transfer stage 81, and a resist is formed. The coated substrate 83 is continuously transported by a transport device (not shown). By irradiating light from a light source onto the substrate 83 to be conveyed, the pattern on the photomask 82 is repeatedly transferred. As the light source, either a continuously lit light source or a flashing light source can be used. When a flashing light source is used, the substrate is transported by a predetermined pitch each time the light source is turned on, which is equivalent to performing multiple shot exposures while sequentially moving the photomask 82 in one direction.

基板83上には、複数の矩形状の露光領域84が行列状に設けられている。露光領域84には、複数の画素を区画する格子状の遮光層(ブラックマトリクスや電極層等)が形成されている。露光中には、露光領域84をカメラで撮像し、撮像した画像から遮光層の位置を検出してフォトマスク82の位置を調整する。具体的には、フォトマスク82に設けられたパターン観察用開口部(図示せず)を通じて撮影した基板の画像パターンに基づいて、x軸方向におけるフォトマスク82と基板83との位置関係を求め、フォトマスク82が適切な位置に配置されるように調整を行う。また、点滅式光源を用いる場合は、点灯時にフォトマスク82の開口パターン85と、基板83上の露光対象箇所(画素)とのy軸方向の位置が合っている必要があるので、取得した画像パターンに基づいて点滅式光源の点灯タイミングを変化させる。   On the substrate 83, a plurality of rectangular exposure regions 84 are provided in a matrix. In the exposure region 84, a lattice-shaped light shielding layer (a black matrix, an electrode layer, or the like) that partitions a plurality of pixels is formed. During exposure, the exposure area 84 is imaged by a camera, the position of the light shielding layer is detected from the captured image, and the position of the photomask 82 is adjusted. Specifically, the positional relationship between the photomask 82 and the substrate 83 in the x-axis direction is obtained based on the image pattern of the substrate imaged through a pattern observation opening (not shown) provided in the photomask 82. Adjustment is performed so that the photomask 82 is disposed at an appropriate position. In addition, when a flashing light source is used, it is necessary that the opening pattern 85 of the photomask 82 and the position (pixel) to be exposed on the substrate 83 are aligned with each other in the y-axis direction at the time of lighting. The lighting timing of the flashing light source is changed based on the pattern.

尚、搬送方向に対してフォトマスク82が傾いている場合、基板上に設けられた格子状の遮光層に対して着色層がずれて形成されてしまう。これを避けるため、フォトマスク82を露光ヘッドにセットした際に、フォトマスク82上の開口パターン85の整列方向と搬送方向とが一致していることが重要である。   Note that when the photomask 82 is inclined with respect to the transport direction, the colored layer is formed with a deviation from the lattice-shaped light shielding layer provided on the substrate. In order to avoid this, it is important that the alignment direction of the opening pattern 85 on the photomask 82 coincides with the transport direction when the photomask 82 is set on the exposure head.

特開2006−292955号公報JP 2006-292955 A

図10は、遮光層の傾きが生じる原因を説明する図であり、図11は、フォトマスクに対する遮光層の傾きを説明する図であり、図12は、遮光層の傾きに起因するカラーフィルタの不具合を説明するための図である。   10 is a diagram for explaining the cause of the inclination of the light shielding layer, FIG. 11 is a diagram for explaining the inclination of the light shielding layer with respect to the photomask, and FIG. 12 is a diagram of the color filter caused by the inclination of the light shielding layer. It is a figure for demonstrating a malfunction.

フォトマスクの初期配置をどれだけ厳密に調整したとしても、以下に挙げる原因により、フォトマスクの開口パターンの整列方向と、遮光層により区画される画素形成領域の整列方向とが一致しない場合がある。   Regardless of how precisely the initial arrangement of the photomask is adjusted, the alignment direction of the opening pattern of the photomask may not match the alignment direction of the pixel formation region partitioned by the light shielding layer due to the following reasons: .

第1に、図10(a)においてハッチングで特定するように、基板83上で露光領域84(すなわち、遮光層)自体がずれて形成されることが原因として挙げられる。近年、ガラス基板が大型化しているため、ブラックマトリクス等の遮光層をパターニングするための露光処理は、基板全体に対して一度に行うのではなく、基板より小さなフォトマスクをx軸方向及びy軸方向に移動させながら複数回のショットに分けて行うこと(いわゆる、ステップ露光)が一般的である。このステップ露光の各ショット毎に、遮光層露光用のフォトマスクと基板との間に回転方向の位置ずれが生じる場合がある。   First, as specified by hatching in FIG. 10A, the exposure region 84 (that is, the light shielding layer) itself is formed on the substrate 83 so as to be shifted. In recent years, since a glass substrate has become larger, an exposure process for patterning a light-shielding layer such as a black matrix is not performed on the entire substrate at once, but a photomask smaller than the substrate is arranged in the x-axis direction and the y-axis. It is common to divide into multiple shots while moving in the direction (so-called step exposure). For each shot of the step exposure, there may be a positional deviation in the rotational direction between the photomask for light shielding layer exposure and the substrate.

第2に、図10(b)に示すように、基板83の投入直後の初期配置がずれることが原因として挙げられる。基板83の初期配置は、基板83上に設けられたアライメントマークを画像認識することによって調整されるが、アライメントマークの形状または配置がばらつくことによって基板83が搬送方向に対して傾いて配置されてしまう。   Secondly, as shown in FIG. 10B, the initial arrangement immediately after the substrate 83 is put in is shifted. The initial arrangement of the substrate 83 is adjusted by recognizing an image of alignment marks provided on the substrate 83, but the substrate 83 is inclined with respect to the transport direction due to variations in the shape or arrangement of the alignment marks. End up.

これらの第1または第2の原因により、図11に示すように、フォトマスク82上の開口パターンの整列方向(二点鎖線で示す)と、遮光層89により区画される画素形成領域の整列方向との不一致が生じる。この結果、露光及び現像処理後の基板83上には、図12(a)及び(b)に示すように、遮光層89によって区画される画素形成領域に対して、着色層88がy軸正方向または負方向にずれ、着色層88と遮光層89との間に隙間(いわゆる、白抜け)のある不良品が発生してしまう。   Due to these first or second causes, as shown in FIG. 11, the alignment direction of the opening pattern on the photomask 82 (indicated by a two-dot chain line) and the alignment direction of the pixel formation region partitioned by the light shielding layer 89 Discrepancy occurs. As a result, on the substrate 83 after the exposure and development processing, as shown in FIGS. 12A and 12B, the colored layer 88 is in the y-axis positive direction with respect to the pixel formation region defined by the light shielding layer 89. This causes a defective product having a gap (so-called white spot) between the colored layer 88 and the light shielding layer 89 due to displacement in the direction or negative direction.

それ故に、本発明は、基板を連続搬送しながら、基板搬送方向と直交する方向に並べた小型のフォトマスクを用いて露光を行う小型マスク連続露光方式において、露光中の基板とフォトマスクとの位置合わせを高精度に行うことができる露光装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a small mask continuous exposure method in which exposure is performed using a small photomask arranged in a direction orthogonal to the substrate transport direction while continuously transporting the substrate. It is an object of the present invention to provide an exposure apparatus that can perform alignment with high accuracy.

本発明は、基板を一定方向に連続搬送しながら露光処理を行う露光装置に関するものである。本発明に係る露光装置は、搬送ステージと、各々がフォトマスクと、フォトマスクを回転自在かつ搬送方向及びこれと直交する方向へ平行移動自在に保持する駆動機構とを有し、搬送ステージの上方に、搬送方向と直交する方向に並べて配置される複数の露光ヘッドと、基板上の遮光層とフォトマスク上のアライメントマークとを同時に撮影する第1の撮像装置と、露光ヘッドの上流側に配置され、搬送中の基板上の遮光層を撮像する第2の撮像装置とを備える。露光ヘッドの各々は、フォトマスクと、フォトマスクを回転自在かつ搬送方向と直交する方向へ平行移動自在に保持する駆動機構とを有する。基板上に塗布されたレジストの露光処理中に、駆動装置は、第1の撮像装置によって撮像される画像に基づいて、搬送方向と直交する方向におけるフォトマスクの位置を調整し、第2の撮像装置によって撮像される画像に基づいて、搬送方向に対するフォトマスク上の画素形成用パターンの傾きを、搬送方向に対する遮光層の傾きに一致させる。   The present invention relates to an exposure apparatus that performs an exposure process while continuously transporting a substrate in a certain direction. An exposure apparatus according to the present invention includes a transport stage, each of which includes a photomask, and a drive mechanism that holds the photomask rotatably and in parallel to move in the transport direction and a direction orthogonal thereto. In addition, a plurality of exposure heads arranged side by side in a direction orthogonal to the transport direction, a first imaging device for simultaneously photographing a light shielding layer on a substrate and an alignment mark on a photomask, and an upstream side of the exposure head And a second imaging device that images the light shielding layer on the substrate being transported. Each of the exposure heads includes a photomask and a drive mechanism that holds the photomask so that the photomask can be rotated and translated in a direction orthogonal to the conveyance direction. During the exposure processing of the resist applied on the substrate, the driving device adjusts the position of the photomask in the direction orthogonal to the transport direction based on the image captured by the first imaging device, and performs the second imaging. Based on the image picked up by the apparatus, the inclination of the pixel formation pattern on the photomask with respect to the carrying direction is matched with the inclination of the light shielding layer with respect to the carrying direction.

本発明によれば、搬送方向と直交する方向のフォトマスクの位置に加えて、搬送方向に対する基板の傾きを露光処理中に補正することができるので、基板とフォトマスクの位置を高精度に一致させることができる。   According to the present invention, in addition to the position of the photomask in the direction orthogonal to the transport direction, the tilt of the substrate with respect to the transport direction can be corrected during the exposure process, so the positions of the substrate and the photomask match with high accuracy. Can be made.

本発明の実施形態に係る露光装置を模式的に示す平面図FIG. 1 is a plan view schematically showing an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1に示される露光装置の側面図Side view of the exposure apparatus shown in FIG. 実施形態に係る露光装置が行うフォトマスクの配置補正方法を説明する図The figure explaining the arrangement | positioning correction method of the photomask which the exposure apparatus which concerns on embodiment performs 実施形態に係る露光装置によって露光されたカラーフィルタの一部を示す図The figure which shows a part of color filter exposed by the exposure apparatus which concerns on embodiment 遮光層のステップ露光方法を説明する図The figure explaining the step exposure method of a light shielding layer 基板上における露光領域の配置を示す図The figure which shows arrangement of the exposure field on the substrate 遮光層撮影用の撮像装置の移動を説明する図The figure explaining the movement of the imaging device for light shielding layer photography 小型マスク露光方式の概略を示す平面図Plan view showing the outline of small mask exposure system 図8に示されるフォトマスクの拡大図Enlarged view of the photomask shown in FIG. 遮光層の傾きが生じる原因を説明する図The figure explaining the cause which the light shielding layer inclines フォトマスクに対する遮光層の傾きを説明する図The figure explaining the inclination of the light shielding layer with respect to a photomask 遮光層の傾きに起因するカラーフィルタの不具合を説明するための図The figure for demonstrating the malfunction of the color filter resulting from the inclination of a light shielding layer

図1は、本発明の実施形態に係る露光装置を模式的に示す平面図であり、図2は、図1に示される露光装置の側面図である。   FIG. 1 is a plan view schematically showing an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view of the exposure apparatus shown in FIG.

露光装置1は、連続搬送される基板10に対して露光処理を施すためのものであり、搬送ステージ2と、複数の露光ヘッド3と、フォトマスク追従用の撮像装置7(図2にのみ図示)と、傾き観察用の撮像装置8とを備える。基板10上には、複数の露光領域11が所定間隔を空けて行列状に設けられている。露光領域11の各々には、ブラックマトリクスまたは電極層よりなる遮光層を格子状にパターニングすることによって、複数の画素形成領域が区画されている。   The exposure apparatus 1 is for performing an exposure process on the substrate 10 that is continuously transported, and includes a transport stage 2, a plurality of exposure heads 3, and an imaging device 7 for photomask tracking (shown only in FIG. 2). ) And an imaging device 8 for tilt observation. On the substrate 10, a plurality of exposure areas 11 are provided in a matrix at predetermined intervals. In each of the exposure regions 11, a plurality of pixel formation regions are partitioned by patterning a light shielding layer made of a black matrix or an electrode layer in a lattice pattern.

搬送ステージ2は、基板10の搬送路となるステージであって、例えば、基板の下面にエアーを噴出することによって基板を浮上させることができる。搬送ステージ2上の基板は、図示しない搬送装置によって保持され、露光中にy軸正方向へと連続搬送される。   The transfer stage 2 is a stage serving as a transfer path for the substrate 10. For example, the substrate can be floated by blowing air to the lower surface of the substrate. The substrate on the transport stage 2 is held by a transport device (not shown) and is transported continuously in the positive y-axis direction during exposure.

露光ヘッド3は、搬送ステージ2の上方において、搬送方向と直交するx軸方向に2行に並べて配置されている。露光ヘッド3の各々は、図2に示すように、フォトマスク4と、フォトマスク4を回転自在かつ平行移動自在に保持する駆動機構12と、フォトマスク4の上方に配置される光源9とを有している。光源9は、点滅式及び常灯式のいずれであっても良い。   The exposure heads 3 are arranged in two rows above the transport stage 2 in the x-axis direction orthogonal to the transport direction. As shown in FIG. 2, each of the exposure heads 3 includes a photomask 4, a drive mechanism 12 that holds the photomask 4 so as to be rotatable and parallelly movable, and a light source 9 disposed above the photomask 4. Have. The light source 9 may be either a flashing type or a normal lighting type.

フォトマスク4には、基板10の露光領域に転写される画素形成用パターン5と、フォトマスク4と基板10との位置関係を取得するためのパターン観察用開口部6とが形成されている。画素形成用パターン5は、例えば、露光領域11上の各画素位置に着色層をパターニングするためのものであり、点滅式光源を利用する場合には、行列状にパターンが配列されている(図9参照)。常灯式光源を利用する場合は、画素形成用パターン5は、各画素の列に対応するパターンが縞状に整列したスリットでも良い。画素形成用パターン5は、典型的には開口であるが、グレートーンマスクやハーフトーンマスク等でも良い。   The photomask 4 is formed with a pixel formation pattern 5 transferred to the exposure area of the substrate 10 and a pattern observation opening 6 for acquiring the positional relationship between the photomask 4 and the substrate 10. The pixel formation pattern 5 is, for example, for patterning a colored layer at each pixel position on the exposure region 11, and when a blinking light source is used, the pattern is arranged in a matrix (see FIG. 9). In the case where an ordinary light source is used, the pixel forming pattern 5 may be a slit in which patterns corresponding to the columns of pixels are arranged in a stripe pattern. The pixel forming pattern 5 is typically an opening, but may be a gray tone mask, a half tone mask, or the like.

フォトマスク追従用の撮像装置7は、露光ヘッド3の各々に対応して配置され、フォトマスク4に設けられたパターン観察用開口部6を通じて照明光が照射された基板10上の遮光層と、フォトマスク4上のアライメントマークとを撮像する。撮像装置7によって撮影された画像は、基板10のx軸方向及びy軸方向の位置を検出し、x軸方向におけるフォトマスク4の位置と光源の発光タイミング(点滅式光源使用時)をフィードバック制御するために用いられる。   The photomask follow-up imaging device 7 is disposed corresponding to each of the exposure heads 3 and includes a light shielding layer on the substrate 10 irradiated with illumination light through a pattern observation opening 6 provided in the photomask 4; The alignment mark on the photomask 4 is imaged. The image taken by the imaging device 7 detects the position of the substrate 10 in the x-axis direction and the y-axis direction, and feedback controls the position of the photomask 4 in the x-axis direction and the light emission timing of the light source (when using a flashing light source). Used to do.

傾き観察用の撮像装置8は、露光ヘッド3より上流側に配置され、搬送中の基板10上の遮光層を撮像する。撮像装置8によって撮像された画像は、基板10のy軸に対する傾きを検出し、フォトマスク4の回転をフィードバック制御するために用いられる。本実施形態では、3台の撮像装置8がx軸方向に所定間隔を空けて並べて配置されている。   The imaging device 8 for tilt observation is arranged on the upstream side of the exposure head 3 and images the light shielding layer on the substrate 10 being conveyed. The image picked up by the image pickup device 8 is used to detect the inclination of the substrate 10 with respect to the y axis and to feedback control the rotation of the photomask 4. In the present embodiment, three imaging devices 8 are arranged side by side at a predetermined interval in the x-axis direction.

撮像装置7及び8は、一例として、図2に示すように、搬送ステージ2の下方に配置されるが、ミラーやプリズムを用いて入射光の光路を折り曲げるなどして、撮像装置7及び8の一方または両方を搬送ステージ2の下方以外の場所に配置しても良い。   As an example, the imaging devices 7 and 8 are arranged below the transport stage 2 as shown in FIG. 2. However, the optical devices of the imaging devices 7 and 8 are bent by using a mirror or a prism to fold the optical path of incident light. One or both of them may be arranged at a place other than below the transfer stage 2.

着色層の露光処理過程では、y軸正方向に搬送される基板10に対して光源9からの光を間欠的(点滅光源使用時)若しくは連続的(連続点灯光源使用時)に基板に照射することによって、露光領域上のレジストがパターニングされる。   In the process of exposing the colored layer, the substrate 10 is irradiated with light from the light source 9 intermittently (when using a blinking light source) or continuously (when using a continuously lit light source) with respect to the substrate 10 conveyed in the positive y-axis direction. Thereby, the resist on the exposure region is patterned.

図3は、実施形態に係る露光装置が行うフォトマスクの配置補正方法を説明する図であり、図4は、実施形態に係る露光装置によって露光されたカラーフィルタの一部を示す図である。図3においては、フォトマスク4に形成された画素形成用パターンの整列方向と、基板10上の遮光層13によって区画される画素形成領域14の整列方向とをいずれも二点鎖線で表している。また、フォトマスク追従用の撮像装置7及び傾き観察用の撮像装置8の位置が破線で示されている。   FIG. 3 is a diagram for explaining a photomask layout correction method performed by the exposure apparatus according to the embodiment, and FIG. 4 is a diagram illustrating a part of the color filter exposed by the exposure apparatus according to the embodiment. In FIG. 3, the alignment direction of the pixel formation pattern formed on the photomask 4 and the alignment direction of the pixel formation region 14 partitioned by the light shielding layer 13 on the substrate 10 are both represented by two-dot chain lines. . The positions of the photomask tracking imaging device 7 and the tilt observation imaging device 8 are indicated by broken lines.

図3(a)に示すように、フォトマスク4上の画素形成用パターンの整列方向(y軸と平行)に対して、遮光層13の画素形成領域14の整列方向が角度θだけ傾いている場合を想定する。このようにy軸に対して遮光層13が傾いた状態で露光処理を行うと、図12に示したように、遮光層13に対して着色層がずれて形成され、白抜けを生じてしまう。   As shown in FIG. 3A, the alignment direction of the pixel formation region 14 of the light shielding layer 13 is inclined by an angle θ with respect to the alignment direction of the pixel formation pattern on the photomask 4 (parallel to the y axis). Assume a case. When the exposure process is performed with the light shielding layer 13 tilted with respect to the y-axis in this way, the colored layer is shifted from the light shielding layer 13 as shown in FIG. .

そこで、図3(b)に示すように、遮光層13の傾きに応じて、フォトマスク4の傾きを調整する。具体的には、撮像装置8によって撮像された画像を解析して、y軸に対する遮光層13の傾き(角度)を検出し、フォトマスク上の画素形成用パターンの整列方向が画素形成領域14の整列方向に一致するように、駆動機構(図示せず)によってマスク4を破線で示した初期位置から、実線で示した位置まで回転させる。図3(b)の例では、駆動機構は、時計回りに角度θだけフォトマスク4を回転させる。   Therefore, as shown in FIG. 3B, the inclination of the photomask 4 is adjusted according to the inclination of the light shielding layer 13. Specifically, the image captured by the imaging device 8 is analyzed to detect the inclination (angle) of the light shielding layer 13 with respect to the y axis, and the alignment direction of the pixel formation pattern on the photomask is the pixel formation region 14. The mask 4 is rotated from an initial position indicated by a broken line to a position indicated by a solid line by a driving mechanism (not shown) so as to coincide with the alignment direction. In the example of FIG. 3B, the drive mechanism rotates the photomask 4 clockwise by an angle θ.

次に、図3(c)に示すように、フォトマスクのx軸方向の位置ずれが補正される。具体的には、撮像装置7によって撮像された画像を解析して、遮光層13に対するフォトマスクのx軸方向のシフト量を算出し、算出したシフト量だけマスクをx軸方向に移動させる。これにより、フォトマスク4の位置は、破線で示した傾き補正後位置から、実線で示した位置へと補正される。   Next, as shown in FIG. 3C, the positional deviation of the photomask in the x-axis direction is corrected. Specifically, the image captured by the imaging device 7 is analyzed, the shift amount of the photomask with respect to the light shielding layer 13 in the x-axis direction is calculated, and the mask is moved in the x-axis direction by the calculated shift amount. As a result, the position of the photomask 4 is corrected from the position after inclination correction indicated by the broken line to the position indicated by the solid line.

以後、図3(b)及び(c)で説明したフォトマスク4の補正を所定の時間間隔毎に繰り返す。この結果、図4に示すように、遮光層13の画素形成領域14に白抜け部分を生じることなく、基板10の全面に着色層15を形成することができる。   Thereafter, the correction of the photomask 4 described with reference to FIGS. 3B and 3C is repeated at predetermined time intervals. As a result, as shown in FIG. 4, the colored layer 15 can be formed on the entire surface of the substrate 10 without generating a white spot in the pixel formation region 14 of the light shielding layer 13.

ここで、傾き観察用の撮像装置8の配置及び移動について説明する。   Here, the arrangement and movement of the imaging device 8 for tilt observation will be described.

図5は、遮光層のステップ露光方法を説明する図である。図5において、実線で描いた矩形は基板(マザーガラス)を表し、破線、一点鎖線、二点鎖線、点線で描いた矩形はいずれも1ショットの露光処理で露光対象となる領域を表す。ローマ数字は、各ショットの番号を表す。図5では、露光対象領域が重なっているが、実際の露光処理時には、複数の露光ショットで基板上の同一箇所が重複して露光されないように、既に露光された領域は、遮光板等を用いて遮光される。   FIG. 5 is a diagram for explaining a step exposure method for the light shielding layer. In FIG. 5, a rectangle drawn with a solid line represents a substrate (mother glass), and a rectangle drawn with a broken line, an alternate long and short dash line, an alternate long and two short dashes line, and a dotted line all represent an area to be exposed in one-shot exposure processing. Roman numerals represent the number of each shot. In FIG. 5, the exposure target areas are overlapped, but in the actual exposure process, a light-shielding plate or the like is used for the already exposed areas so that the same portion on the substrate is not exposed repeatedly in a plurality of exposure shots. Shaded.

上述したように、遮光層は、基板より小さなフォトマスクを用いて、露光とフォトマスクの移動とを交互に繰り返すステップ露光によってパターニングされる。遮光層の傾きは、露光ショット毎にフォトマスクの配置精度に誤差が生じることに起因する。したがって、着色層のパターニング時に用いる傾き観察用の撮像装置の数は、x軸方向の露光ショット数以上であれば良い。この場合、異なる露光ショットで露光された遮光層のそれぞれに対応して傾き観察用の撮像装置を配置できるので、基板のどの箇所で遮光層の傾きが生じたとしても、遮光層の傾きにフォトマスクの傾きを一致させることができる。尚、着色層のパターニング工程では、基板10はy軸方向に搬送されるので、y軸方向に撮像装置を並べて配置する必要はない。   As described above, the light shielding layer is patterned by step exposure that alternately repeats exposure and movement of the photomask using a photomask smaller than the substrate. The inclination of the light shielding layer is caused by an error in the photomask placement accuracy for each exposure shot. Therefore, the number of tilt observation imaging devices used for patterning the colored layer may be equal to or greater than the number of exposure shots in the x-axis direction. In this case, since an imaging device for tilt observation can be arranged corresponding to each of the light shielding layers exposed in different exposure shots, no matter which part of the substrate the tilting of the light shielding layer occurs, the photo of the light shielding layer is inclined. The mask inclination can be matched. In the colored layer patterning step, the substrate 10 is transported in the y-axis direction, so that it is not necessary to arrange the imaging devices side by side in the y-axis direction.

代表的な例を挙げると、図5に示すように、遮光層は、1枚の基板10に対して、4ショットまたは6ショットの露光を行うことによってパターニングされる。この場合、x軸方向には、2または3ショットの露光が行われるため、図1に例示したように、3台の撮像装置8をx軸方向に並べて配置しておけば、図5(a)〜(c)のいずれのステップ露光方法が採用された場合でも、異なる露光ショットで露光された箇所のそれぞれに対応するように撮像装置8を配置することができる。   As a typical example, as shown in FIG. 5, the light shielding layer is patterned by performing exposure of 4 shots or 6 shots on one substrate 10. In this case, since exposure of 2 or 3 shots is performed in the x-axis direction, as illustrated in FIG. 1, if three imaging devices 8 are arranged side by side in the x-axis direction, FIG. When any of the step exposure methods (1) to (c) is adopted, the imaging device 8 can be arranged so as to correspond to each of the portions exposed by different exposure shots.

図6は、基板上における露光領域の配置を示す図であり、図7は、遮光層撮影用の撮像装置の移動を説明する図である。   FIG. 6 is a diagram showing the arrangement of the exposure areas on the substrate, and FIG. 7 is a diagram for explaining the movement of the imaging device for photographing the light shielding layer.

図6に示すように、1枚の基板10には、複数の露光領域11(カラーフィルタに対応)が設けられるが、露光領域の11のレイアウトはカラーフィルタのサイズに応じて様々である。傾き観察用の撮像装置8のx軸方向の位置が固定されていると、基板10上の露光領域のレイアウトによっては、図7の破線で示すように、隣接する露光領域11に挟まれた非露光領域の延長線上に配置される場合があり、遮光層を撮影することができない。   As shown in FIG. 6, a single substrate 10 is provided with a plurality of exposure areas 11 (corresponding to color filters), but the layout of the exposure areas 11 varies depending on the size of the color filter. If the position of the imaging device 8 for tilt observation in the x-axis direction is fixed, depending on the layout of the exposure region on the substrate 10, as shown by the broken line in FIG. In some cases, the light shielding layer cannot be photographed because it may be disposed on an extension line of the exposure region.

そこで、傾き観察用の撮像装置8は、図示しない駆動機構によって、x軸方向に移動自在である。このように撮像装置8が移動自在であれば、x軸方向の位置を調整することによって、様々な露光領域11のレイアウトに対応することができる。   Accordingly, the imaging device 8 for tilt observation is movable in the x-axis direction by a drive mechanism (not shown). As described above, if the imaging device 8 is movable, it is possible to cope with various layouts of the exposure region 11 by adjusting the position in the x-axis direction.

尚、本実施形態では、x軸方向に移動自在な観察用撮像装置を設けた例を説明したが、x軸方向の十分な数の撮像装置を配置した場合には、撮像装置はx軸方向に移動自在でなくても良い。   In this embodiment, the example in which the imaging device for observation that can move in the x-axis direction is provided has been described. However, when a sufficient number of imaging devices in the x-axis direction are arranged, the imaging device is in the x-axis direction. It does not have to be movable.

また、点滅式光源と、ドット状の着色層形成パターンを有するフォトマスクとを組み合わせて使用する場合、光源が点灯する度に着色層形成パターンと遮光層との位置を合わせる必要がある。この場合、撮像装置7によって撮影された画像に基づいて、x軸方向にフォトマスクを平行移動させると共に、点滅式光源の発光タイミングを変化させることによって、基板とフォトマスクとの位置調整を行う。   Further, when a flashing light source and a photomask having a dot-like colored layer forming pattern are used in combination, it is necessary to align the colored layer forming pattern and the light shielding layer each time the light source is turned on. In this case, the position of the substrate and the photomask is adjusted by translating the photomask in the x-axis direction and changing the light emission timing of the flashing light source based on the image photographed by the imaging device 7.

本発明は、カラーフィルタ等の製造時に露光処理を行う露光装置に利用できる。   The present invention can be used in an exposure apparatus that performs an exposure process when manufacturing a color filter or the like.

1 露光装置
2 搬送ステージ
3 露光ヘッド
4 フォトマスク
5 画素形成用パターン
7 撮像装置
8 撮像装置
9 光源
10 基板
11 露光領域
12 駆動機構
13 遮光層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exposure apparatus 2 Conveyance stage 3 Exposure head 4 Photomask 5 Pixel formation pattern 7 Imaging apparatus 8 Imaging apparatus 9 Light source 10 Substrate 11 Exposure area 12 Drive mechanism 13 Light shielding layer

Claims (3)

基板を一定方向に連続搬送しながら露光処理を行う露光装置であって、
搬送ステージと、
各々がフォトマスクと、前記フォトマスクを回転自在かつ搬送方向と直交する方向へ平行移動自在に保持する駆動機構とを有し、前記搬送ステージの上方に、前記搬送方向と直交する方向に並べて配置される複数の露光ヘッドと、
前記基板上の遮光層と前記フォトマスク上のアライメントマークとを同時に撮影する第1の撮像装置と、
前記露光ヘッドの上流側に配置され、搬送中の前記基板上の前記遮光層を撮像する第2の撮像装置とを備え、
前記基板上に塗布されたレジストの露光処理中に、前記駆動装置は、前記第1の撮像装置によって撮像される画像に基づいて、前記搬送方向と直交する方向における前記フォトマスクの位置を調整し、前記第2の撮像装置によって撮像される画像に基づいて、前記搬送方向に対する前記フォトマスク上の画素形成用パターンの傾きを、前記搬送方向に対する前記遮光層の傾きに一致させる、露光装置。
An exposure apparatus that performs exposure processing while continuously transporting a substrate in a certain direction,
A transfer stage;
Each has a photomask and a drive mechanism that holds the photomask rotatably and parallel to a direction orthogonal to the transport direction, and is arranged above the transport stage in a direction orthogonal to the transport direction. A plurality of exposure heads,
A first imaging device for simultaneously photographing the light shielding layer on the substrate and the alignment mark on the photomask;
A second imaging device arranged on the upstream side of the exposure head and imaging the light shielding layer on the substrate being transported,
During the exposure processing of the resist applied on the substrate, the driving device adjusts the position of the photomask in a direction orthogonal to the transport direction based on an image captured by the first imaging device. An exposure apparatus that matches an inclination of a pixel formation pattern on the photomask with respect to the transport direction to an inclination of the light shielding layer with respect to the transport direction based on an image captured by the second imaging device.
複数の前記第2の撮像装置が、所定間隔を空けて前記搬送方向と直交する方向に並べて配置される、請求項1に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the second imaging devices are arranged side by side in a direction orthogonal to the transport direction with a predetermined interval. 前記第2の撮像装置は、前記搬送方向と直交する方向に移動自在である、請求項1または2に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein the second imaging apparatus is movable in a direction orthogonal to the transport direction.
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